9)Lacolle等人的"Micromachined Optical Microphone based on a modulated diffractive lens"的介绍中。Hall 等人的专利申请 US2011/0194857 和 US2011/0194711讨论了适于没有聚焦能力的线性光栅的原理。
[0025] 为了实现最高的灵敏度和接近线性的测量，重要的是，反射表面的空闲位置或工 作点位于其中给出
的曲线最陡处（为了高灵敏度）和最 线性处，以避免在测量信号中的失真。两个第一合适的工作点在本图2中被示出。
[0026] 曲线实际上具有在距离上的λ/2周期或在相位中2 π的周期性。因此，为了确保 高灵敏度和良好的线性，Φ必须接近η/2加 π的整数倍。这意味着，衍射元件和在其空 闲位置处的反射表面之间的距离d必须满足
[0028] 因此，必须非常精确地限定距离d。然而，在物理实现中，由于装置的热稳定性，结 合首先制造具有非常精确高度的设备可以是非常困难的事实，所以衍射元件相对于在其空 闲位置处的反射表面的高度的改变是可能的。在这种情况下，我们在衍射元件的高度中有 扰动(??，其可以或可以不随时间变化，但对于所有衍射元件它是相同的。
[0029] 在US2004/0130728和US2005/0192976中提出了一种解决方案，其中通过静电驱 动将反射表面位移到适当的工作点。该系统需要有源反馈系统。
[0030] 多相输出也可以用作该问题的补救。例如，我们可以制造具有N个衍射元件的装 置，其中第η个衍射元件的高度由以下公式给定
[0032] 在这种情况下，我们相信存在衍射元件，其满足
[0034] 选择满足上述条件的衍射元件将总是确保良好的灵敏度和线性度。例如，如果我 们有4个衍射元件，那么将存在具有在高度上最接近理想工作点的λ/32或在相位中π/s 内的工作点的衍射元件。
[0035] 根据本发明提供的另一个新特征是增大传感器的动态范围。这使得将传感器的动 态范围从~λ/8的运动范围增大到若干λ变为可能。
[0036] 这可以通过具有给出正交的两个信号的两个衍射元件的传感器的制造来实现：
[0038] 通过首先计算复数
[0040] 并且然后通过展开该复数的相位
[0042] 来获取位移δ。
[0043] 在这种情况下，装置不需要精确的空转闲位置（工作点），并且小的高度变化Cliia 不会恶化装置的灵敏度和线性。另一个优点是，不存在对于可以是若干λ的反射表面的位 移幅度的理论限制。但是该方法需要已知照明强度I。可以通过添加给出具有180°相移 的信号的衍射元件来在相同的装置中将其实现。
[0044] 用于从正交的2个信号中获取在若干波长的动态范围上的位置的另一个算法在 Stowe, D.和 Tsung-Yuan Hsu.的"Demodulation of interferometric sensors using a fiber-optic passive quadrature demodulator"光波技术杂志第 I 期第 3 卷（I983 年）： 第519页-第523页[3]中有所描述。
[0045] 可以考虑在具有多相位读出的实现中用四个衍射元件。四衍射元件给出：
[0047] 通过以下公式获取位移δ
[0049] 其独立于照明强度I，其给出多相位读出的所有三个优点：
[0050] ?照明波动的消除
[0051] ?工作点的调整
[0052] ?增大的动态范围
[0053] 对于以上解决方案的另一个形式是使用两个衍射元件给出两个正交信号，其中测 量来自两个衍射元件中的每个的衍射信号和反射信号两者。衍射信号和反射信号是异相的 (具有180°相位偏移）。这给出具有s
的上述四个信号，但其中，对 于衍射信号和反射信号，I可以是不同的，尽管只以乘法因子，其可以被容易地校正。
[0054] 通过使用给出信号的三个衍射元件可以获取照明信号和反射表面位移两者
3
[0056] 然后我们计算复数
[0058] 演变后，我们发现
[0060] 通过计算S的模数可容易地获取信号照明：
[0062] 并且通过计算和展开S的相可以获取反射表面位移：
[0064] 这也给出了多相位读出的所有三个优点：
[0065] ?照明波动的消除
[0066] ?工作点的调整
[0067] ?增大的动态范围
[0068] 从具有0、120°和240°相移的3个信号中获取在若干波长的动态范围上的 位置的另一个算法在 Brown、David A.等人的文章 "A symmetric 3x3 coupler based demodulator for fiber optic interferometric sensors'，，国际光学工程学会，光纤和 激光传感器IX第1584卷（1991年）[1]和Reid、Greg J.以及David A. Brown的文章 "Multiplex architecture for 3x 3 coupler based fiber optic sensors'，，国际光学工 程学会，分布式多路复用光纤传感器RI，波士顿（1993年）[2]中有所描述。
[0069] 以更一般的方式，可以使用三个或更多个适当信号，其中可以用以下公式获取I :
[0071] 并且用以下公式获取位移
[0073] 其中a 实常数，并且β i为复常数。
[0074] 添加更多的信号为测量添加冗余，并且可降低测量误差。
[0075] 将参考以示例的形式示出本发明的附图更详细地描述本发明的技术实现，其中
[0076] 图1和2示出现有技术。
[0077] 图3示出具有多相位读出和在本文中具有四个衍射元件的位置传感器。
[0078] 图4是根据本发明的一个实施例的具有光源和光电检测器的装置。
[0079] 图5是根据本发明的另一个实施例的具有光离轴源和光电检测器的装置。
[0080] 图6a_图6c不出图5的具有离轴照明和放置在反射表面下的圆形区域中的三个 不同的衍射元件的实施例。
[0081] 图7示出图4中的具有光源的同轴位置的实施例。
[0082] 图8示出用于减少在离轴实施例中离开光栅的中直接反射的解决方案。
[0083] 图9示出在同轴解决方案类似于图8的解决方案。
[0084] 图10示出具有在距衍射元件的腔的相对侧上的反射表面中实现的凹槽的实施 例。
[0085] 图11示出使用用于传输光并从传感器中选择光的光纤的本发明的实施例。
[0086] 图12示出在图11中所示的接收通过光纤返回的不同波长的实施例。
[0087] 图3示出了具有多相位读出的位移传感器。装置由至少部分反射的表面（2)和 若干衍射元件（la-d)组成，表面（2)可以是膜（4)的侧面。表面（2)和衍射元件（la-d) 通过由间隔件（5)限定的腔分离。在本实施例中，存在支撑膜（4)的框架(6)。衍射元件 (la-d)由至少部分透明的基板（3)来支撑。可存在2个或更多个衍射元件（在图中存在4 个）。通过在基板（3)中生成衍射元件（(la-d))位于其中的凹槽来实